DE1781426A1 - Tragfluegel - Google Patents

Description

The Dow Chemical Comp,

Tragflügel

Die Erfindung betrifft einen Tragflügel mit mehreren in Richtung seiner Spannweite sich erstreckenden Holmen und einer die Holme zu einem torsionssteifen Kastenprofil ergänzenden Flügelhaut, wobei das Innere des Kastenprofils durch eine Stützatruktur aus Schaumstoff oder dergleichen ausgefüllt ist.

Ein derartiger Tragflügelaufbau erlaubt eine sehr leichte und gleichzeitig feste Bauweise. Dabei werden die eigentlichen aerodynamischen Lasten durch die Holme und die Haut des Flügels aufgenommen. Die Schaumstoffkerne haben vorwiegend die Aufgabe, ein Ausbeulen der Haut zu verhindern.

Es ist bereits ein Tragflügel der eingangs genannten Art bekannt, bei welchem die Holme in eine große Anzahl von Stringern aufgelöst sind (U3-PS 3.273.833). Um die gleichzeitige Anordnung der Schaumstoffkerne sowie der Stringer zu ermöglichen, sind die Schaumstoffkerne mit Bohrungen zur Aufnahme der Gtabi'örmigen 3Iringerelemente versehen. Im übrigen ist der Schaumstoffkorn massiv und füllt den gesamten Raum zwischen äar FlügeJ.haut aus. J'Jin derartiger Flügelaufbau hat den ITach-

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teil, daß das Flügelinnere für die Unterbringung von Nutzlast oder Brennstoff verloren ist. Der Flügel ist jedoch vom flugmechanischen Standpunkt aus besonders dafür geeignet, Lasten aufzunehmen, da im Flügel untergebrachte Lasten nicht die kritische Anschlußstelle des Flügels am Rumpf belasten.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Tragflügel der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß trotz des günstigen, aus Holmen, Flügelhaut und Stützkernen fe bestehenden Aufbaus eine Unterbringung von Nutzlasten möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einzelne Schaumstoffkerne Hohlräume zur Aufnahme von beispielsweise Treibstofftanks und/oder anderen Funktionselementen des Flugzeuges aufweisen.

Diese Hohlräume sind so bemessen, daß sie ihrerseits widder vollständig von diesen Funktionselementen ausgefüllt werden, so daß die Stützfunktion der Schaumstoffkerne voLl erhalten bleibt.

ψ Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeilen:

Fig. 1 eine teilgeschnittene perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Flügels, wobei in einigen Schaumstoffkernen Treibstofftanks angeordnet sind;

Fig. 2 schematisch einen Schnitt nach der Linie 2-1) dor Fig. 1.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Flügel iirt im ganzen mit IO bezeichnet. Der Flügel IO weist einem im wesentlichem uuu dem Kern bestehenden innenteil 11 und oitio im /"ui^er. uii.

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bezeichnete Bespannung auf. Die Vorderkante des Flügels 10 ist mit 14, die hintere Kante mit 15, die Flügelspitze mit 16 und der Flügelansatz mit 17 bezeichnet. Eine erste Steuer- oder Trimmklappe 13 und eine zweite derartige Klappe 19 sind schwenkbar an der Hinterkante 15 des Flügels 10 angebracht. Der Innenteil 11 des Flügels weist eine Anzahl von zellenartig angeordneten bzw. ausgebildeten Kunststoffschaumelementen 20 31 auf. Das Schaumelement 20 ist im wesentlichen an der Vorderkante 14 angeordnet, das Element 29 im Bereich der Hinterkante 15 und die Elemente 22 - 28 eines hinter dem anderen dazwischen. Das Schaumelement 31 hat im wesentlichen die 6-e- _Λ stalt einer Flügelspitze und ist im Bereich der Flügelspitze 16 ™ angeordnet. Eine Anzahl von im wesentlichen flach und eben ausgebildeten Trägern oder Holmen 32 - 40 sind parallel zueinander und mit Abstand von dem Ansatz 17 bis zur Flügelspitze 16 reichend angeordnet. Die Holme 32 - 40 liegen in im wesentlichen parallelen Ebenen, die ihrerseits im wesentlichen senkrecht zu dor Ebene liegen, v/elche die Vorderkante 14 und die hintere Kante 15 enthält. Die, Holme 32 - 40 sind abwechselnd mit den Schaum-Kunststoffelementen 20 - 29 hintereinander angeordnet und mit diesen Elementen verbunden. Zwischen Teilen der Holme 36 und 37 sowie 37 und 38 befinden sich Brennstoff-Tank-Elemente 43 bzw. 44· Die Tankelemente 43 und 44 sind im wesentlichen im Bereich des Ansatzes 17 angeordnet und mit g den daneben liegenden Holmen verbunden. Das Brennstoff-Tank-Element 44 weist einen Auslaß 46 im wesentlichen im Bereich des Ansatzes 17 und einen Füllstutzen 48 mit Deckel 49 auf. Die einzelnen Brennstoff-Tank-Elemente 43 und 44 können ggf. auch über nicht gezeigte Öffnungen bzw. Leitungen miteinander verbunden sein. An der Vorderkante 14 ist etwa im Bereich der Flügelspitze 16 ein Staurohr 50 angebracht, das seinerseits über Leitungen 51 bzw. 52 angeschlossen ist, die durch den im Bereich der Vorderkante 14 befindlichen Teil des Kerns 11 laufen. Eine erste Steuerstange oder Betätigungsstange 54 steht In V/irkverbindung mit der Steuerklappe 18 und eine zweite Vj in Wirkverbindung mit der Steuerklappe 19.

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Iu Fig. 2 ist schematisch ein. Schnitt durch den. Flügel 10 ' nach Fig. 1 in der Weise dargestellt, daß die verstärkte Bespannung im Schnitt erscheint. Die Verspannung 12 "besteht aus einem oberen Abschnitt 58 und einem unteren Abschnitt 59» wobei diese Teile der Verspannung im wesentlichen die obere bzw. untere Gesamtoberfläche des Flügels bilden. Die Abschnitte 58 und 59 sind im Bereich der Flügelvorderkante durch einen Bespannungsabschnitt 61 miteinander verbunden und ebenso im Bereich der Hinterkante 15 durch einen im wesentlichen vertikal verlaufenden Bespannungsabschnitt 62. Die Bespannung weist somit eine nach außen weisende Oberfläche64 und eine auf den Kern zu weisende Fläche 63 auf. Die auf den Kern zuweisende, innere Oberfläche 63 ist im Bereich des Kerns mit diesem verbunden, so daß ein einheitliches Bauteil entsteht. Die Holme 32 - 40 erstrecken sich jeweils von der Unterseite des Bespannungsabschnitts 59 bis zur gegenüberliegenden oberen Bespannungsseite 58 und sind damit jeweils befestigt. 2 Leisten 65 sind an anliegend an jeder Kernfläche 63 und an jedem Holm 32 - 40 ausgebildet. Die Leisten 65 erstrecken sich in Längsrichtung der Holme und bestehen aus Verstärkungsfasern, die in einem gehärteten Kunstharz-Klebstoff eingebettet sind. Eine durch den Holm führende Durchführung 66 verbindet die Tankelemente 43 und 44-·

Es steht eine große Anzahl von Werkstoffen zur Herstellung eines derartigen Flügels zur Verfügung. Zweckmäßig bestehen die Schaumstoffteile aus aufgeschäumten Polymeren, die zweckmäßig in Kohlenwasserstoffen unlöslich sind und eine Zugfestigkeit von 2,82 kg/cm und eine Druckfestigkeit von mittdestens 1,76 kg/cm haben. Zweckmäßig sollte dieses Material eine Dichte von weniger als 48 kg/cbm haben. In vielen Fällen wird man die Kernabschnitte aus einem zellenförmig geschäumten Polymer herstellen, welches eine Zugfestigkeit zwischen 3,51 und 5,28 kg/cm , eine Druckfestigkeit von mindestens 2,46 kg/cm und eine Dichte von weniger als 32,2 kg/cbm hat.

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Besonders bewährt hat sich als Material für diese Bauteile ein starrer oder fester Polyurethanschaum. Es können auch andere geschäumte Polymere verwendet werden, wie z. B. Polystyrol, Phenolformaldehyd-Polymere, Epoxydharz-Polymere, oder sogar geschäumte Metalle, wie z. B. Aluminium, wenn es die geforderten physikalischen Eigenschaften hat. Im wesentlichen stellt man die zur Herstellung eines Flügels nach der Erfindung zu verwendenden Kembestandteile durch abhebende Bearbeitung eines entsprechenden Blockes her, bis die entsprechenden Abmessungen erreicht sind. Zu dieser Bearbeitung kann man z. B. zunächst eine entsprechend gestaltete Schneid- ^ oder Schleifwalze verwenden und dann den Kern in eine Anzahl von Streifen schneiden, die dann die geschäumten Elemente 20 - 29 und 31 in Pig. 1 ergeben. Derjenige aus dem Rohblock entfernte Teil, der den Steuerflächen 18 und 19 entspricht, kann dabei wieder als Kern für die Herstellung dieser Steuerflächen verwendet v/erden. Die aus Schaumstoff bestehenden Stücke des Kerns werden dann abgekantet, so daß Platz für die Streifen bzw. Stringer 65 entsteht und zur Aufnahme entsprechender Leitungen bzw. Steuerstangen mit Bohrungen versehen. Wenn keine Werkzeuge zur Herstellung relativ langer Bohrungen verfügbar sind, kann man ein Kernelement spalten, auf einer oder auf beiden der durch das Spalten freigelegten Fläche mit entsprechenden Ausnehmungen versehen und die bei- " den Teile dann wieder mit einem Klebmittel verbinden, um so ein Bauteil mit der gewünschten Bohrung darin zu erhalten.

TJm ein Brennstoff-Tank-Element in dem Flügel unterzubringen, können entsprechende hohle Bauteile mit hoher Festigkeit aus faserverstärktem Kunststoffmaterial, ζ. Β. glasfaserverstärktem Epoxydharz oder aus Metall hergestellt werden, um einen Behälter zu bilden, der in seiner Gestalt demjenigen Schaumelement oder Teil davon entspricht, an dessen Stelle das Tank-Element dann tritt.

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Claims (1)

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PATENTANSPRUCH

Tragflügel mit mehreren in Richtung seiner Spannweite sich erstreckenden Holmen und einer die Holme zu einem torsionssteifen Kastenprofil ergänzenden Flügelhaut, wobei das Innere des Kastenprofils durch eine Stützstruktur aus Schaumstoff o. dgl. ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Schaumstoffkerne (25,26,21,28) Hohlräume zur Aufnahme von z. B. Treibstoff tanks (43,44) und/oder anderen Punktionselementen des Plugzeuges aufweisen.

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